• 제목/요약/키워드: 표현능력

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수학 교과에서 계산적 사고(Computational Thinking)교육 (A Feasibility Study on Integrating Computational Thinking into School Mathematics)

  • 장경윤
    • 대한수학교육학회지:학교수학
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    • 제19권3호
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    • pp.553-570
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    • 2017
  • 본 연구는 21세기 필수 능력으로 거론되는 계산적 사고의 의미를 살펴보고, 수학교과에서 CT 교육의 가능성 여부와 그 선행 조건을 탐색할 목적으로 수행되었다. 선행연구를 통해 컴퓨터, 학교교육, 수학교육에서의 CT의 정의와 구성 요소를 조사하였으며 본 연구에서는 수학교과에서 CT를 수학적 문제해결 관련 사고로 보았다. CT-컴퓨팅(컴퓨터 활용)-수학교육 세 영역 사이의 관계 고찰에서 컴퓨팅환경에서 유용한 CT이나 수학교육에는 포함되지 않는 영역에 주목하였다. CT와 수학교육의 통합논의에서는 컴퓨터가 전통적 수학교육의 보조 수단으로 허용되는 우리나라 수학교육 현황을 고려할 때, '컴퓨팅 환경에서의 수학적 문제해결'에 주목할 필요가 있다고 보았다. 수학교육에서 CT 교육은 컴퓨팅 환경 조성을 전제로 수학교과에서 수학 관련 과제에 해결을 위한 코딩, 문제해결, STEAM 교육 맥락에서 수학과 CT의 통합을 제시하였으며 이를 위하여 CT 통합을 지원하는 수학교육과정 마련 등 제반 조건을 논의하였다.

기저 함수의 대칭성을 이용한 저니키 모멘트의 효율적인 계산 방법 (An Efficient Computation Method of Zernike Moments Using Symmetric Properties of the Basis Function)

  • 황선규;김회율
    • 한국정보과학회논문지:소프트웨어및응용
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    • 제31권5호
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    • pp.563-569
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    • 2004
  • 저니키 모멘트(Zernike moment)는 영상의 표현 능력이 뛰어나기 때문에 객체 인식 또는 내용기반 영상 검색 시스템에서 많이 사용되었으나, 정의식이 복잡하기 때문에 많은 연산량을 필요로 하는 단점이 있다. 저니키 모멘트를 빠르게 계산하는 기존의 방법들은 주로 1차원 실수 방사 다항식을 빠르게 계산하는 방법에 중점을 두었다. 본 논문에서는 저니키 복소 기저 함수의 대칭성을 유도하여 저니키 기저함수를 빠르게 계산하고 입력 영상으로부터 저니키 모멘트를 효율적으로 추출하는 방법을 제안한다. 제안하는 방법은 저니키 기저 함수 계산에 필요한 연산량을 기존 방법의 약 20%로 줄이고, 저니키 모멘트 추출에 필요한 곱셈 연산을 25%로 감소시킨다. 또한, 저니키 모멘트를 특징 벡터로 이용하는 시스템 구현 시 필요한 메모리 요구량도 기존 방법의 25%만을 필요로 한다. 제안하는 방법은 회전 모멘트, 의사 저니키 모멘트, ART(Angular Radial Transform) 등의 계산에도 같은 방식으로 적용될 수 있다.

펄스폭변조 기법을 이용한 신경망회로 설계 (A Neural Network Design using Pulsewidth-Modulation (PWM) Technique)

  • 전응련;전흥우;송성해;정금섭
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제6권1호
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    • pp.14-24
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    • 2002
  • 본 논문에서는 학습과 정정 기능을 갖는 PWM 뉴럴네트워크를 설계하였다. 설계된 PWM 뉴럴시스템에서, 네트워크의 입력과 출력 신호들은 PWM 신호에 의해서 표현되어진다. 뉴럴네트워크에서 곱셈은 가장 많이 사용하는 동작이다. 승산과 합산의 기능은 PWM 기술과 간단한 혼합모드 회로기술에 의해서 실현된다. 그러므로 설계된 뉴럴네트워크는 단지 소규모의 칩상에서 구현될 수가 있다. 하나의 뉴런과 세개의 시냅스, 연관된 학습회로로 설계된 네트워크회로는 양호한 선형성과 넓은 범위의 동작범위를 가지고 있다. PWM을 이용한 신경망회로의 학습능력을 검증하기 위해, 델타 학습 규칙을 적용하였다. AND 기능과 OR 기능 학습 예측 HSPICE 시뮬레이션을 통해서 설계한 신경망회로의 기능이 성공적임을 증명하였다.

영상복원용 신경회로망 필터의 최적화 알고리즘 구현 (Implementation of Neural Filter Optimal Algorithms for Image Restoration)

  • 이배호;문병진
    • 한국정보처리학회논문지
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    • 제6권7호
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    • pp.1980-1987
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    • 1999
  • 복원 영상은 원 영상에 비해 항상 왜곡 및 잡음 요소가 첨가되는 경향이 있다. 영상 복원에서는, 변형 요소를 포함한 영상의 잡음, 또는 왜곡 정보를 교정하여 복원 영상의 품질을 향상시키고, 원 영상에 가장 근접한 값으로 표현하여야 한다. 영상 복원을 위한 공간 필터 중에서 선형 필터는 쉽게 구현될 수 있고, 가우시안 잡음 제거율이 높다는 장점이 있지만, 얼룩이나 임펄스 잡음 제거에 대해서는 좋지 않은 성능을 보이기 때문에, 이러한 단점을 보완할 수 있는 비선형 필터 알고리즘으로 본 논문에서는 적응성 다단계 최적화 필터(OAMF : optimal adaptive multistage filter)라는 영상 복원 공간 필터를 제안하였다. 적응성 다단계 최적화 필터는 영상 복원에서 필터링 시간 감소, 잡음 제거율 증가 그리고 외곽선 정보의 보존률 증가 등을 목적으로 역전파 학습 알고리즘의 가중치 학습법을 기반으로 적응성 다단계 필터(AMF)를 최적화 한 것이다. 본 논문에서 제시한 영상 복원 공간필터가 기존의 다른 필터들에 비해 임펄스 잡음 제거와 외곽선 정보 보존 기능, 가우시안 잡음 제거 능력 등이 향상됨을 시뮬레이션 결과로 입증하였다.

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OQL 질의 처리기를 위한 중첩 질의 구조 제거용 전위 모듈의 설계 및 구현 (Design and Implementation of an Unnesting Front-End Module for an OQL Query Processor)

  • 정승진;정진완;김형주
    • 한국정보과학회논문지:컴퓨팅의 실제 및 레터
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    • 제6권1호
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    • pp.11-20
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    • 2000
  • ODMG의 표준 객체 질의어인 OQL을 비롯하여, 최근 여러 객체 질의어에서는 위치에 관계없이 select, from, where절 어디서나 중첩구조를 자유롭게 허용하여 여러가지 복잡하고 다양한 형태의 중첩 질의(nested query)를 표현할 수 있도록 하고 있다. 이러한 중첩 질의는 질의 처리기(query processor)의 성능에 중요한 영향을 끼치므로, OQL 질의 처리기에서는 다양한 형태의 중첩 질의를 최적화하는 방안을 반드시 마련하고 있어야 한다. 본 논문은 중첩 OQL 질의의 최적화 기능을 제공하는 중첩질의 구조 제거용 전위 모듈(unnesting front-end)을 설계, 구현하였으며, 이를 이용하여 중첩 질의 처리 능력을 가진 질의 처리기를 새롭게 구현하거나 이미 존재하는 질의 처리기를 확장하여 중첩 질의 처리 기능을 추가하고자 할 때, 중첩 구조 제거(unnesting)를 위한 구현자의 구현 부담을 최소화할 수 있도록 하였으며, 이는 중첩 질의 구조 제거용 전위 모듈에서 사용하는 대수 연사자와 질의 최적화 모듈에서 사용하는 대수 연사자(algebraic operator)를 분리함으로써 가능했다.

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Cox의 상호작용 모델에 근거한 이상지질혈증 경계범위 대학생의 건강증진 프로그램 효과 (Effects of a Health Promotion Program on College Students Who are on the Brink of Dyslipidemia, Based on Cox's Interaction Model)

  • 이혜경;박연숙
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제15권5호
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    • pp.3058-3068
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    • 2014
  • 본 연구는 Cox의 상호작용모델에 근거한 건강증진프로그램을 이상지질혈증 경계범위에 있는 대학생에게 적용하여 총콜레스테롤(TC), 중성지방(TG), 고밀도지단백(HDL), 저밀도지단백(LDL)등의 혈중지질 지표에 미치는 효과를 확인하기 위한 실험연구이다. 대상자는 총 39명으로 실험군 20명, 대조군 19명이었으며, 분석은 SPSS WIN 18.0을 사용하여 기술통계, $X^2$-test, independent t-test, paired t-test로 분석하였다. 대상자-전문가 상호작용요소인 간호중재로 건강정보 제공(운동관리, 식이관리, 건강교육), 정서적 지지(경험나누기, 자기표현하기, 격려), 의사결정 통제(전화상담), 전문가적/기술적 능력을 제공하였고, 중재 전 후에 혈중지질 지표를 측정하였다. 본 연구결과 실험군에서 TC, TG, LDL은 유의하게 감소하였고, HDL은 유의하게 증가하여 본 건강증진프로그램은 효과가 있음을 확인하였다.

횡방향 철근의 구속효과를 고려한 반복하중을 받는 철근콘크리트 부재의 비탄성해석 (Inelastic Analysis of Reinforced Concrete Structure Subjected to Cyclic Loads with Confining Effects of Lateral Tie)

  • 유영화;최정호;신현목
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제2권1호
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    • pp.79-93
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    • 1998
  • 철근콘크리트부재가 갖는 균열의 발생, 항복 및 파괴 등의 단계별 역학적 거동의 특성을 정확히 예측하고 모사할 수 있는 해석기법의 개발을 목적으로 하였다. 이를 위해서 균열발생후의 철근과 콘크리트의 부착거동, 균열면에서의 골재의 맞물림 거동 및 철근항복후의 모델링 등에 의해서 반복하중을 받는 철근콘크리트 구조부재의 항복후 파괴거동을 예측할 수 있는 해석모델을 개발하였다. 두께가 서로 다릉 부재간의 접합부에서는 단면강성이 급변하기 때문에 기초의 바닥으로부터 철근의 인발, 접합면의 미끄러짐 및 접합면의 관입 등의 국소적인 불연속 변형이 집중하게 된다. 이와 같은 국소적인 불연속 교각구조의 변형능력에 미치는 기여도는 일반적으로 무시할 수 없는 정도이므로, 불연속 변형을 고려하기 위한 접합요소(joint element)를 도입하였다. 또한 축방향철근 및 횡방향 구속철근의 유무 및 그 양 등에 따른 구속효과를 적절히 표현할 수 있는 해석모델을 개발하였다. 각각의 해석모델들을 조합한 유한요소 해석프로그램에 의한 결과를 다른 연구자들의 결과와 비교하여 타당성을 검증하였다.

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게임 트리에 기반한 정보영재의 사고력 신장을 위한 교육 프로그램 모형 (The Education Program Model for the Thinking Extension Ability of the Gifted in Information Based on Game Tree)

  • 정덕길;김병조
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제11권6호
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    • pp.1228-1234
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    • 2007
  • 이 논문에서는 정보영재 교육 중에서 프로그래밍을 위한 사고력 신장에 적합한 교육 프로그램 모형을 개발하고, Tic-tac-toe 문제를 실제적인 예로 보여 제안된 교육 프로그램의 타당성과 유효성을 검증하였다. 이 논문에서 제안된 모델에서는 자료구조로는 게임 트리를 사용하며 제어구조로는 게임 트리의 탐색에 기반한 사고력 신장 교육 프로그램으로 4단계로 구성되는 모형으로 구성된다. 이 모델을 통하여 학생들은 문제를 게임 트리로 표현하는 방법을 학습하게 되며, 게임 트리의 탐색 방법을 통하여 트리로 구성된 문제를 해결하는 방법을 배우게 된다. 이 교육 프로그램에서 목표로 하는 사고력 신장을 위한 정보영재의 내적 능력에는 유창성, 직관력, 독창성, 집중력, 상상력, 분석력, 도형력, 공간력, 종합력, 문제해결력 등이 포함된다.

상수관망의 수리학적 균등성을 이용한 신뢰도 지표의 개발 및 적용 (Development and Application of Reliability Index based on Hydraulic Uniformity in Water Distribution Networks)

  • 정기문;강두선
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2019년도 학술발표회
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    • pp.6-6
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    • 2019
  • 상수관망시스템은 공급원으로부터 수요처까지의 용수공급을 위해 구축된 관수로 기반의 사회기반시설물로서, 주로 생활 및 산업 용수를 공급하므로 대규모 사회 경제적 피해를 방지하기 위해서는 안정적인 용수공급 능력이 요구된다. 네트워크의 다양한 특성에 의해 표현되는 상수관망시스템의 신뢰도(reliability)는 크게 시스템 내 구성요소의 안정성(mechanical reliability)과 용수공급의 기능적 안정성(hydraulic reliability)으로 구분할 수 있다. 특히, 시스템의 용수공급 안정성에 주목한 수리학적 신뢰도 연구는 많은 연구자들에 의해 지속적으로 수행된 바 있으며, 다양한 평가방법 및 지표들이 제시되어 활용 중에 있다. 기존의 수리학적 신뢰도 지표들은 주로 수요절점(demand node)에서의 공급가능 수량 및 수압을 바탕으로 산정되었다. 그러나, 절점(node)에서의 공급 상태는 결과에 해당하며, 원인 분석을 위해서는 관로(pipe)의 배치 및 규격을 분석해야 하는 번거로움이 존재한다. 이러한 단점을 보완하기 위해, 본 연구에서는 직접 관로(pipe)의 공급 특성을 분석하여 네트워크의 신뢰도를 평가함으로써, 신뢰도 저하의 원인 분석 및 시스템 개선에 효율적으로 활용할 수 있는 신뢰도 지표를 산정하고자 하였다. 본 연구에서는 상수관로 내 수리학적 기울기가 전반적으로 균등할수록 설계 비용대비 공급 신뢰도, 즉 용수공급 효율이 개선되는 특징을 바탕으로, 네트워크 내 총 에너지 손실로부터 각 관로의 길이, 유량 등의 특성을 고려한 등가 수리경사(Equivalent hydraulic gradient)를 유도하여 모든 관로의 적정 수리경사로 제안하였다. 따라서 각 관로의 실제 수리경사를 대상으로 관로별 수리학적 균등성 지수(pipe hydraulic uniformity index)를 산정하였으며, 더 나아가 전체 시스템의 균등성 지수(system hydraulic uniformity index)를 산정하였다. 제안된 신뢰도 지표는 가상의 네트워크에서 지역 내 용수 사용량이 증가하는 등 용수공급 안정성을 저해하는 몇 가지 시나리오를 바탕으로 검증하였으며, 또한 기존 지표들의 신뢰도 평가 결과와 비교, 분석하였다. 본 연구는 향후 네트워크 최적 설계의 목적함수로 활용하거나, 네트워크의 보강계획 수립에 기여할 것으로 기대된다.

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감시정찰 임무 자율화를 위한 무인기의 의사결정 시스템 (Decision-Making System of UAV for ISR Mission Level Autonomy)

  • 엄태원;이장우;김경태;양승구;김주영;김재경;김승균
    • 한국항공우주학회지
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    • 제49권10호
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    • pp.829-839
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    • 2021
  • 무인기를 위한 자율 시스템은 임무 목표, 임무 상황, 무인기의 상태를 기반으로, 목표 달성을 위해 현재 수행할 행동을 결정하는 의사결정 능력을 가진다. 본 논문에서는 지형 충돌 위험이 있는 저고도 운용, 방문 순서를 변경하지 않아야 하는 항로점 집합, 임무 대상 객체의 위치 불확실성 등 현실적인 제약조건 하에서 감시정찰 임무를 자율적으로 수행할 수 있는 의사결정 시스템과 이러한 특성을 효과적으로 표현할 수 있는 임무 정의를 제시한다. 제안한 의사결정 시스템을 Hardware-In-the-Loop Simulation 환경에서 현실적인 임무 상황을 반영한 3종의 시나리오를 통해 검증한다. 무인기의 비행 경로와 임무 상황에서 의사결정 시스템이 선택한 행동을 시뮬레이션 결과로 제시하고, 그 결과를 논의한다.